Nhìn lại cuộc đời binh nghiệp rực rỡ của tướng Hiệu, mới thấy một đặc điểm riêng, như một vòng tuần hoàn liên tục nâng cao sau mỗi giai đoạn chiến đấu – học tập. Trong chiến tranh, cứ mỗi lần lập chiến công xuất sắc, Nguyễn Huy Hiệu lại được chọn về cứ để học tập, huấn luyện nâng cao, rồi trở lại chiến trường với cấp bậc cao hơn.
Trải qua một thời gian chiến đấu, ứng dụng xuất sắc và sáng tạo vào thực tế những kiến thức được học, được huấn luyện, ông lại được tiếp tục về cứ học nâng cao, để trở lại chiến trường. Cứ như vậy, sau này, ông tích lũy được cả kho kinh nghiệm, kiến thức nghệ thuật chiến tranh quý giá, được ông dày công nghiên cứu, đúc rút thành 7 công trình khoa học quân sự giá trị, cống hiến cho nước nhà.
Thời sau sự kiện Mậu Thân năm 1968, Mỹ dùng chiến thuật “Trâu rừng” do tướng Mỹ chỉ huy, càn quét khắp các vùng giải phóng của ta bằng cả xe tăng, bộ binh, pháo hạng nặng, trực thăng, ban ngày đi càn, tối về cụm như đàn trâu. Trước tình thế vô cùng khó khăn, tướng Lê Trọng Tấn đã ra quyết định triệu các cán bộ chỉ huy cấp đại đội trở lên có thành tích cao từ các chiến trường về cứ để học tập, huấn luyện nâng cao năng lực chỉ huy chiến đấu nhằm đánh bại chiến thuật “Trâu rừng” của địch.
Nguyễn Huy Hiệu khi ấy đang là Đại đội trưởng ở chiến trường Quảng Trị, do thành tích chiến thắng liên tục, ông được về cứ học tập và huấn luyện trong chương trình đặc biệt kể trên cùng với các cán bộ chỉ huy tài năng khác trong khóa học đầu tiên này.
Các học viên được học, huấn luyện sử dụng các vũ khí hiện đại thời đó như súng chống tăng B 41, tên lửa A 72 bắn trực thăng, tên lửa B 72 bắn xe tăng. Đó là những vũ khí do Liên Xô viện trợ, tuy nhiên, để có thể sử dụng những vũ khí của Liên Xô để bắn hạ thiết bị của Mỹ, thì không chỉ cần sự thành thạo mà còn cần óc sáng tạo của các cán bộ chỉ huy của ta.
Đối với Nguyễn Huy Hiệu, thì đây là lớp học, lớp tập huấn đầu tiên, mang tính khởi nghiệp cho ông, để làm nền tảng phát triển một sự nghiệp quân sự rạng rỡ sau này.
Sau ba tháng, khóa học kết thúc, Nguyễn Huy Hiệu trở về chiến trường, trực tiếp chỉ huy chiến đấu ngoan cường và linh hoạt, tiêu diệt cụm bộ binh cơ giới Mỹ ở Cam Lộ (Quảng Trị), góp phần đánh bại chiến thuật “Trâu rừng” của địch. Vì thành tích quan trọng này, ông được thăng chức Tiểu đoàn trưởng. Ông đã cùng các cán bộ chỉ huy khác, được đào tạo trong khóa học đầu tiên, đã hiện thực hóa trong chiến trường một mục tiêu cực kỳ khó khăn mà khóa học đặt ra, đó là dùng công nghệ vũ khí Liên Xô, đánh thắng công nghệ vũ khí Mỹ.
Nguyễn Huy Hiệu, trong chiến trường, đã chỉ huy đại đội của mình, bắn cháy những xe tăng, máy bay trực thăng Mỹ bằng những vũ khí của Liên Xô. Từ bài học đầu tiên trong cứ, cho tới chiến thắng tại chiến trường, đã mang lại cho Nguyễn Huy Hiệu những kinh nghiệm quý giá và động lực mạnh mẽ trong học tập và chiến đấu, nghiên cứu nghệ thuật chiến tranh.
Cuối năm 1972, tướng Lê Trọng Tấn đã triệu tập các cán bộ cấp trung đoàn về học tập và huấn luyện trong một lớp bổ túc trung đoàn của Bộ Quốc phòng. Nguyễn Huy Hiệu khi ấy đã là cán bộ trung đoàn, cũng được Bộ cho về học lớp này để chuẩn bị chiến đấu cho giai đoạn cuối Chiến dịch 1972. Khóa học bổ túc 6 tháng dành cho cán bộ trung đoàn quy tụ toàn bộ cán bộ trung đoàn giỏi từ các chiến trường cùng học tập, huấn luyện và chia sẻ kinh nghiệm đánh giặc từ thực tế chiến đấu.
Những buổi học mang tính chất hội thảo còn giúp cho Nguyễn Huy Hiệu lĩnh hội được rất nhiều kinh nghiệm quý và đa dạng từ các vị chỉ huy đồng nghiệp của mình, làm hành trang chỉ huy chiến đấu của ông thêm phong phú, hiệu quả cao, và tích lũy kiến thức, hình thành tư duy tổng hợp kiến thức, rút ra những bài học, luận đề cho các công trình nghiên cứu nghệ thuật chiến tranh của ông, với tư cách là một nhà khoa học quân sự.
Cũng sau khóa học bổ túc này, nhờ thành tích học tập xuất sắc bậc nhất, Nguyễn Huy Hiệu được bổ nhiệm làm giáo viên chiến thuật của Học viện trung cấp chỉ huy (nay là Học viện lục quân Đà Lạt).
Vào năm 1975, khi đất nước hoàn toàn giải phóng, Bộ Quốc Phòng nhận thấy cần phải nâng cấp trình độ tướng lĩnh lên một tầm mới, đã triệu tập nhiều vị anh hùng, cùng các cán bộ chỉ huy chiến đấu giỏi về trường Văn hóa Lạng Sơn để học nâng cao văn hóa và ngoại ngữ. Sau khi tốt nghiệp, họ được cử sang Nga để học tiếp ở các trường quân sự của Nga. Đây là một chủ trương vô cùng sáng suốt của Bộ. Nguyễn Huy Hiệu cũng là một trong những cán bộ được đi học lớp đầu tiên này sau giải phòng. Ông cho đây là một may mắn của mình, bởi phía Nga dạy khoa học cơ bản rất tốt, từ đó có thể phát triển linh hoạt và sáng tạo trong thực tiễn.
Tiếp đó, trước tình hình chiến tranh biên giới, năm 1978, Nguyễn Huy Hiệu cũng là một trong những đồng chí cán bộ đầu tiên được cử đi học tại Học viện cao cấp (nay là Học viện Quốc phòng). Năm 1980, Nguyễn Huy Hiệu là Đại đoàn trưởng Đại đoàn Đồng Bằng (Sư đoàn 390, Quân đoàn 1).
Đến năm 1983, Bộ Quốc Phòng cử 4 sư trưởng, trong đó có Nguyễn Huy Hiệu, đi học trong một năm tại Học viện Frunze – Học viện quân sự nổi tiếng của Nga. Ông là Lớp trưởng, kiêm Bí thư chi bộ tại lớp học. Lớp học này vô cùng ý nghĩa bởi nó mở ra Nguyễn Huy Hiệu cũng như những học viên từ Việt Nam tầm nhìn mới bao quát về nghệ thuật chiến tranh toàn thế giới, cập nhật kiến thức quân sự Nga, chứ không chỉ là những kinh nghiệm từ thực tế chiến trường Việt Nam.
Từ quá trình học tập này, cộng thêm việc nghiên cứu liên tục về nghệ thuật chiến tranh, đến năm 1994, Nguyễn Huy Hiệu đã bảo vệ thành công luận án Phó tiến sĩ Khoa học quân sự (sau này vào năm 1998, Nhà nước ra quy định những người bảo vệ luận án phó tiến sĩ hoặc tốt nghiệp tiến sĩ thì đều được gọi chung là Tiến sĩ). Vào năm 1998, ông học lớp đầu tiên của Học viện Chính trị Hà Đông, tương đương trình độ lý luận với Học viện Nguyễn Ái Quốc.
Tướng Hiệu cũng đã có 7 công trình khoa học quân sự được giảng dạy tại các trường quân sự Việt Nam, được dịch ra tiếng Anh, Nga và xuất bản ở Nga cũng như các nước khác trên thế giới, đã đề xuất “Phương châm 4 tại chỗ” nổi tiếng hiệu quả trong giải pháp xử lý thiên tai và các vấn đề sự cố môi trường, ngoài ra, ông còn công bố rất nhiều bài báo về nghệ thuật chiến tranh.
Cùng với quá trình học tập, thực tiễn chiến đấu, nghiên cứu như trên, và tướng Hiệu từng kinh qua những nhiệm vụ công tác quan trọng trong binh nghiệp, như: Đồng Chủ tịch Ủy Ban phối hợp Trung tâm nhiệt đới Việt – Nga; Chủ tịch Ủy Ban Khoa học Kỹ thuật quân sự Việt Nam – Nga; Chỉ đạo và phụ trách Khối nhà trường của Bộ Quốc phòng; Phụ trách Khối công nghiệp quốc phòng và tổng cục kỹ thuật; Phụ trách khối các Viện khoa học công nghệ của Bộ Quốc phòng; Phó Chủ tịch thường trực Ủy ban quốc gia tìm kiếm cứu nạn; Phụ trách đối ngoại Quốc phòng Việt Nam, nên ông đã được Viện Hàn Lâm khoa học quân sự Liên Bang Nga bầu là Viện sĩ khoa học quân sự về nghệ thuật chiến tranh vào năm 2010. Tướng Hiệu cũng đã qua 3 nhiệm kỳ Trung ương và 2 nhiệm kỳ cộng tác viên tư vấn Hội đồng lý luận Trung ương.
Trong quá trình 10 năm là Viện sĩ Viện Hàn lâm khoa học quân sự Liên Bang Nga, tướng Hiệu đã có thêm công trình nghiên cứu quan trọng đã hoàn thành, đó là “Một số vấn đề nghệ thuật quân sự Việt Nam trong chiến tranh bảo vệ Tổ quốc”, và một công trình khác mà ông đang tiếp tục nghiên cứu, là “Một số vấn đề học thuyết quốc phòng Việt Nam”.
Ở tuổi ngoài 70, vị tướng tài này vẫn sống đầy nhiệt huyết, năng động, tiếp tục truyền lửa sống tích cực, hữu ích và hiệu quả cao cho các thế hệ sau và nghiên cứu khoa học không ngừng nghỉ, để lại cho đời những công trình khoa học quân sự quý báu.
